Usaha Sistem yang Bergesekan ǀ Energi Kinetik, Energi Internal, Energi Total, & Persamaannya
Monday, April 13, 2020
Usaha dilakukan pada permukaan licin akan berbeda dengan usaha yang dilakukan pada permukaan kasar. Energi total (kinetik) akan bertransformasi menjadi energi internal (panas). Berikut penjelasannya.
Sebuah buku didorong kemudian dilepaskan. Ia dibiarkan meluncur di atas permukaan meja yang tidak licin. Kita asumsikan buku adalah sistem, sedangkan gaya dorong dan gaya gesek bagian dari lingkungan.
Sebuah buku didorong kemudian dilepaskan. Ia dibiarkan meluncur di atas permukaan meja yang tidak licin. Kita asumsikan buku adalah sistem, sedangkan gaya dorong dan gaya gesek bagian dari lingkungan.
Tangan
melakukan usaha pada buku. Begitupula permukaan. Permukaan melakukan usaha pada
buku. Gaya dorong memiliki arah ke kanan dan gaya gesek memiliki arah ke kiri.
Hal ini menyebabkan usaha gaya dorong
bernilai positif dan usaha gaya gesek bernilai negatif.
Sekarang,
kita ambil momen disaat buku berada pada kelajuan tertinggi lalu menurun sampai berhenti karena gaya gesek.
Gaya
dorong mengakibatkan buku bergerak dipercepat ke kanan dan gaya gesek
memperlambatnya. Energi kinetik muncul pada sistem karena perubahan kecepatan
dan energi internal muncul karena gesekan. Tidak dapat dipungkiri permukaan
yang bergesekan akan terasa semakin hangat.
Pada
momen ini, energi kinetik menurun dan
energi internal (suhu) naik. Energi kinetik menurun karena diubah menjadi
energi internal. Hangat akan terasa di bagian bawah buku. Besar kenaikan energi
internal akan sama dengan penurunan energi kinetik sistem. Berikut persamaan
energi yang dimiliki sistem.
 | |
|
Bagaimana persamaan usaha yang dilakukan ke
sistem (buku)? Kita anggap buku keseluruhan
tidak berubah bentuk selama gesekan (walau bagian buku yang bergesekan berubah
secara mikroskopis). Berikut persamaan usaha sistem.
 |
| Gambar 1.2. Persamaan Usaha Sistem yang Bergesekan dengan Permukaan - klik gambar untuk melihat lebih baik - |
Kita
tahu bahwa gaya gesek ditinjau tiap titik yang menyentuh permukaan buku. Perpindahan
titik gaya dorong terhadap buku akan berbeda terhadap perpindahan titik gaya
gesek terhadap buku. Kita anggap akhir penjumlahan perpindahan titik gaya gesek
sama dengan perpindahan titik gaya dorong. Jadi, tidak perlu dipikirkan.
Kesimpulannya energi kinetik akan berkurang karena gesekan dengan permukaan kasar menjadi energi internal (panas) dan gaya yang diberikan menjadi non konservatif karena usaha bergantung pada lintasan, dimana benda berubah bentuk karena tergesek.
Baca selanjutnya : Daya ǀ Pengertian, Persamaan Daya-Usaha, Contoh Perhitungan Daya, dan Analogi Daya
Kesimpulannya energi kinetik akan berkurang karena gesekan dengan permukaan kasar menjadi energi internal (panas) dan gaya yang diberikan menjadi non konservatif karena usaha bergantung pada lintasan, dimana benda berubah bentuk karena tergesek.